Ученые лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды центра «БиоКлимЛанд» ТГУ выиграли грант на разработку аппаратно-программного комплекса, который позволит проводить анализ водной среды в открытом море. Благодаря методам и оборудованию, которые разрабатывают в ТГУ, диагностику водной среды можно будет выполнять в режиме реального времени; сейчас же на получение результатов подобных исследований уходит от нескольких часов до нескольких дней.
Для исследования водной среды в естественных условиях ученые традиционно используют химические или физические методы. Часто специалисты проводят тесты оценки загрязнения на основе планктонных частиц-биоиндикаторов. Планктон активно реагирует на неблагоприятные изменения водной среды, в зависимости от его количества, видового состава и поведения ученые могут сделать вывод о физико-химических свойствах воды.
В настоящее время процесс оценки загрязнения с помощью планктонных частиц-биоиндикаторов проводится в лабораторных условиях путем забора проб и сравнения с контрольной группой планктона. Это существенно снижает оперативность исследований. Ученые ТГУ разрабатывают методы и аппаратно-программный комплекс, благодаря которым оценку состояния планктона можно будет делать прямо в естественной среде его обитания, результаты обследования специалисты получат в режиме реального времени.
– На то, чтобы извлечь сетью планктон из моря, передать его в лабораторию и исследовать, обычно уходит от нескольких часов до нескольких дней, – говорит руководитель лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды, проректор ТГУ Виктор Дёмин. – Одна из главных задач нашего проекта – получение информации в реальном времени.
Аппаратно-программный комплекс будет состоять из погружаемого модуля (голографического датчика частиц, микроволнового датчика проводимости воды, помещенных в герметичный корпус), канала связи с судовой аппаратурой обработки данных и программного обеспечения для управления комплексом и обработки результатов измерений. Датчики ученые будут опускать в воду (корпуса рассчитываются и испытываются для работы на глубине до одного километра). С помощью метода цифровой голографии и датчика проводимости будет получена информация о планктоне и о свойствах воды. Полученные данные будут передаваться на судно. Предусматривается возможность получения информации и о других частицах, контроля определенного вида взвеси, например, нефтяных и масляных капель.
– Такие аппаратно-программные средства могут стать прообразом нового поколения измерительных комплексов, позволяющих оперативно, в заданном месте водной среды, более эффективно измерять физические и гидробиологические характеристики, – отмечает Виктор Дёмин. – Это позволит объективно характеризовать и прогнозировать состояние водной среды в научных и экологических исследованиях.
Помимо научного применения, разрабатываемые методы и аппаратура могут применяться для оценки биоресурсов, в рыболовной отрасли, для оценки экологической обстановки при строительстве и эксплуатации опасных объектов, при добыче нефти на шельфе. Виктор Дёмин подчеркивает, что использование разрабатываемых средств позволит на ранней стадии оценить степень техногенного или природного воздействия на водную экосистему и предупредить появление экологических катастроф.
Проект ученых ТГУ «Разработка и экспериментальная апробация радиофизических и оптических методов и оборудования для комплексной натурной диагностики водной (морской) среды с целью оценки биоресурсов и прогнозирования последствий антропогенной деятельности» поддержан грантом Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы». Проект рассчитан на три года, сумма финансирования – 22,6 миллионов рублей.